气井是用来开采天然气的井,可是在天然气开采过程中,气井也出水,然而开采天然气最怕的就是水,这些水的存在极度不利于气井的后期开采,可以说水是天然气井的天敌。那石油工程师是如何解决这一问题的呢?
气藏中天然气和水是一对孪生兄弟,在气藏中的水以束缚水和可动水的形式存在。生产过程中,地层产出的水一般为可动水,经过压裂改造的气井也可能产出束缚水,还有部分压裂残留的水。这些水一旦在气井井底形成积液,就会增大井底回压,使生产压差减小,产气量就会随之减少,直至造成气井停产,井中的积液会彻底把气井压死,要想恢复生产那可是难上加难。
为排出气井井筒中的水,减少井底积液,常用的方法有以下几种。
(1)调整气井地面设备,降低地面输气阻力和气井回压。
(2)调整气井井下设备,减少流体在采气管柱中的阻力,增加举升能力。
(3)降低井口压力,增大采气压差,提高气井产量,增加气井排液能力。
(4)井口放喷。这种方法会浪费一定数量的天然气,污染环境。尽可能不采用这种方法。
(5)利用各种排水采气工艺,保持气井正常生产。
排水采气工艺是天然气开采过程中非常重要的一种采气工艺技术,有机械和化学两类解决途径,目的就是降低井筒流体压力梯度,改善井底附近流体的流入状态,使被水堵住的天然气膨胀,“死气”变为能够运移的“活气”,进入井底并被采出,最终提高气藏采收率。
现场常用的成熟排水采气工艺有泡沫排水采气、有杆泵排水采气、气举排水采气、射流泵排水采气、电动潜油泵排水采气、柱塞气举排水采气和复合排水采气等,下面介绍两种排水采气工艺。
泡沫排水采气工艺,通过打开气井井口阀门,往井筒里加入一种被称为起泡剂的表面活性剂,井底积液与起泡剂接触以后,借助天然气气流的搅动,生成大量低密度的含水泡沫,井底积液的密度大大降低,可随气流从井底携带到地面,达到清除井底积液的目的。同时,携带气泡的天然气上升到地面后,为防止泡沫直接进入地面处理工艺设备,影响正常后续生产环节,还需在井口流程上增加消泡剂注入装置,保证及时将采出液中的泡沫除去。泡沫排水采气工艺由于不采用任何机械装置,也称为物理法排水采气,适用于地层压力高、产水量相对较少的气井。
柱塞气举是间歇气举的一种形式。柱塞气举的能量主要来源于地层,柱塞将举升做功的气体和被举升的液体分开,减少了气体窜流和液体回落,提高了举升气体的效率。这些气体将柱塞及其上部的液体从井底推向井口,从而排出井底的积液。通过柱塞的往复运动,就可不断将积液排出。这种方法适用于地层压力比较充足、产水量又较大的气井。